DE3439431C2

DE3439431C2 -

Info

Publication number: DE3439431C2
Application number: DE3439431A
Authority: DE
Inventors: Werner 6237 Liederbach De Becker; Klaus 6113 Babenhausen De Kowalke
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1984-10-27
Filing date: 1984-10-27
Publication date: 1991-11-28
Also published as: EP0180738B1; DE3439431A1; EP0180738A1; ATE31649T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrbrennschneidmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit derartigen Rohrbrennschneidmaschinen werden an Rohren unterschiedliche Schnittformen, wie beispielsweise Rund schnitte, Anpassungsschnitte, Gehrungsschnitte, Durchdringungs konturen jeweils mit oder ohne Schweißkantenvorbereitung mit einem Schneidbrenner thermisch geschnitten. Hierzu soll die Rohrbrennschneidmaschine in einer Mehrzahl von Achsen auto matisch nach einem Steuerprogramm steuerbar sein.

Aus der DE-OS 31 50 971 ist es bekannt, ein über angetrie bene Rollen drehbares Rohr mit einer automtisch gesteuerten Rohrbrennschneidmaschine zu bearbeiten. Die Rohrbrenn schneidmaschine weist einen höhenverstellbaren Kragarm auf, mit dem eine Längsführung schwenkbar verbunden ist.

In der Längsführung ist ein Führungsteil für einen entlang der Längsführung verfahrbaren Brennerschlitten vorgesehen. Der Brenner ist an dem Schlitten um eine Kippachse schwenk bar.

Bei dieser Rohrbrennschneidmaschine ist es nötig, jeweils die gesamte Längsführung des Schlittens während des Schneidens von beispielsweise Durchdringungskurven kontinuierlich zu drehen. Dies führt in Verbindung mit der kontinuierlichen Fahrbewegung des Schlittens an der Längsführung zu dynami schen Belastungen der Maschine. Weiterhin muß in der Längs führung ein zweiter, ein Gegengewicht bildender Schlitten angeordnet werden, der eine gesonderte Steuerung und An triebselemente benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache Rohrbrennschneidmaschine zu schaffen, deren während des Brennschnittes hauptsächlich bewegte Massen klein sind und diese Massen besser in hohen Arbeitsgeschwindigkeiten dynamisch zu bewältigen sind.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson dere darin, daß durch die Aufteilung der Bewegungen auf Kragarm oder Portal, Brennerwagen und Brennerhalterung kurze, gerade Kraftwege erreicht werden, mit denen eine hohe dynamische Steifigkeit erreicht wird.

In der Zeichnung ist eine perspektivische Prinzipskizze der Rohrbrennschneidmaschine 10 und der Vorrichtung 11 zum Drehen des Rohres 12 dargestellt.

Die Vorrichtung 11 besteht aus einem angetriebenen Drei backenfutter 13. Mit der Vorrichtung 11 wird das Rohr um die Längsachse 14 in Pfeilrichtung 2 gedreht.

Die Rohrbrennschneidmaschine 10 besteht aus einem aus Fahr bahnen 15, 16 in Pfeilrichtung 1 verfahrbaren Antriebs wagen 17 auf dem ein Ständer 18 und eine NC-Steuerung 35 befestigt ist. Die Fahrbahnen 15, 16 sind dabei parallel zu der Längsachse 14 des Rohres 12 angeordnet, so daß der Ständer 18 seitlich versetzt entlang der Längsachse 14 ver fahrbar ist. An dem Ständer 18 ist eine Vertikalführung 19 befestigt, an der ein das Rohr 12 in radialer Richtung über ragender Kragarm 20 in Pfeilrichtung 7 verfahrbar ange ordnet ist. An dem Kragarm 20 ist ein auf vorzugsweise zwei Führungen laufender motorisch angetriebener Brennerwagen 21 befestigt, der über einen nicht näher dargestellten Prä zisionszahnstangenantrieb in Pfeilrichtung 3 längs des Kragarmes verfahrbar ist. An dem Brennerwagen 21 ist die Brennerhalterung 22 befestigt.

Die Brennerhalterung 22 besteht aus einem in Pfeilrichtung 4 verfahrbaren Vertikalschlitten 23, an dem ein Drehteil 24 befestigt ist. Das Drehteil 24 ist um die senkrechte Dreh achse 25 in Pfeilrichtung 5 drehbar. Mit dem Drehteil 24 ist vorzugsweise ein Winkel 26 verbunden, der als Brenner halter ausgebildet ist. Hierzu ist in dem freien, zum Rohr 12 weisenden Schenkel 27 des Winkels 26 ein den Brenner 28 tragendes Drehgelenk 29 befestigt. Vorzugsweise besteht das Drehgelenk 29 aus einer den Brenner 28 tragenden Welle 30, die in dem Schenkel 27 drehbar gelagert ist und die in der senkrechten Drehachse 25 eine Bohrung aufweist, in der der Brenner 28 befestigt wird. Der Brenner 28 ist um die Achse 31 des Drehgelenkes 29 derart in Pfeilrichtung 6 schwenkbar, daß die Brennerachse 32 bei senkrecht stehen dem Brenner 28 in der Drehachse 25 liegt.

Als Brenner können hierbei für den Schneidvorgang Autogen- oder Plasmaschneidbrenner eingesetzt werden.

Ferner ist es möglich, anstatt einem am Ständer 18 angeordneten Kragarm 20 die Rohrbrennschneid maschine 10 in Portalbauweise auszubilden. Dies ist insbe besondere dann von Vorteil, wenn im wesentlichen Rohre mit sehr großem Durchmesser geschnitten werden.

Die Herstellung eines thermischen Schnittes mit einer vor bestimmten Schnittkontur (Durchdringungskurve) und einer wahlfreien Schweißkantenvorbereitung, welche jedem einzelnen Punkt der Kontur zugeordnet werden kann, wird durch die NC-gesteuerte motorische Bewegung des Brenners 28 in den Pfeilrichtungen 1, 3, 4, 5 und 6 und durch Drehen des Rohres 12 in der Pfeilrichtung 2 erreicht. Die Bewegung des Antriebs wagens 17 in Pfeilrichtung 1 und die Drehbewegung des Rohres 12 in Pfeilrichtung 2 werden in bekannter Weise so gesteuert, daß sich die gewünschte Schnittkontur (Durchdringungskurve ohne Berücksichtigung der Dicke der Rohrwandung) am Rohr 12 ergibt.

Die sich durch die Schwenkbewegung in Pfeilrichtung 6 und die Drehbewegung in Pfeilrichtung 5 ergebenden Versetzungen des Brennerwirkpunktes werden durch die entsprechend pro grammierte Steuerung der Linearbewegungen in Pfeilrichtung 1, 3 und 4 berücksichtigt und kompensiert.

Der Brenner 28 wird in jedem Punkt mit den Achsen in Pfeil richtung 1, 3, 4, 5 und 6 so geführt, daß er immer die kürzest mögliche Schnittiefe bearbeitet. Aus Übersichtsgründen wurden die von der NC-Steuerung 35 nach mathematischen Funktionen gesteuerten Antriebsmotoren der Achsen in den Pfeilrichtungen 1 bis 7 nicht näher dargestellt.

Zur Vermeidung von Fehlern beim Schneiden von insbesondere Durchdringungskurven mit Schweißkantenvorbereitung bei unrunden Rohren 12 ist an den Kragarmen 20 eine Höhensteuerung 33 angeschlossen. Die Höhensteuerung 33 weist einen kapa zitiven Sensor 34 auf, der die vor Schnittbeginn fest einge stellte Höhe H des Kragarms 20 und damit den Bezugspunkt der Steuerung konsant hält. Hierzu ist der kapazitive Sensor 34 über dem Rohrscheitel S angeordnet. Abweichungen werden dabei von dem kapazitiven Sensor 34 ermittelt und der Krag arm in Pfeilrichtung 7 nachgeregelt.

Durch diese Art der Konstanthaltung des Bezugspunktes werden vorteilhaft die durch die Steuerung während des Schnittes bewegten Achsen in Pfeilrichtung 3, 4, 5 und 6 von der Nach regelung nicht beeinflußt.

Mit der oben beschriebenen Rohrbrennschneidmaschine 10 und der Vorrichtung 11 zum Drehen des Rohres 12 wird der Brenner 28 innerhalb eines Kegelmantels so geführt, daß sich die Schneidstrahlachse (im vorliegenden Ausführungsbeispiel identisch mit der Brennerachse 32) an jedem Punkt der Durchdringungslinie mit der Innenkante des Rohres 12 schneidet. Die senkrechte Mittel achse des gedachten Kegels kann je nach Programmierung des Schnitt verlaufs am Innen- oder Außendurchmesser des Rohres 12 geführt werden.

Der maximale Kegelwinkel ist von dem anzuwendenden Schneidver fahren und von der Geometrie der Brennerspitze abhängig. Beispiels weise bei Autogenbrennern zweimal 70° und bei Plasmabrennern zweimal 45°.

Eine derartige Schweißkantenvorbereitung mit der beschrie benen Rohrbrennschneidmaschine 10 ist durchführbar:

a) an allen mathematisch bestimmbaren Durchdringungskonturen wie z. B. Anpassungen und Gehrungen an Rohrenden sowie Durchdringungsöffnungen;
b) an frei programmierbaren Schnittkonturen wie z. B. an Rechteckausschnitten mit und ohne Radien;
c) an zylindrischen und konischen Rohren, rotationssymme trischen Hohlkörpern mit kugeliger Oberfläche;
d) an Rohren mit quadratischem und rechteckigem Querschnitt.

Claims

1. Rohrbrennschneidmaschine

mit einem Kragarm oder Portal, das entlang einer Längsachse eines Rohres verfahrbar und in seiner Höhe entlang mindestens eines Ständers verstellbar ist,
einer Brennerhalterung, die in ihrer Höhe über dem Rohr einstellbar mit dem Kragarm oder Portal ver bunden ist

und einer Vorrichtung zum Drehen des Rohres um seine Längsachse, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerhalterung (22) an einem Brennerwagen (21) befestigt ist, der auf dem Kragarm (20) oder Portal ver fahrbar ist, daß an der Brennerhalterung (22) ein Drehteil mit senk rechter Drehachse (25) befestigt ist, daß mit dem Drehteil (24) ein Brenner (28) verbunden ist, der um eine senkrechte zur Drehachse (25) verlaufende Achse schwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Drehteil (24) ein Brennerhalter verbunden ist, und der Brennerhalter als Winkel (26) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerachse (32) bei senkrecht stehendem Brenner (28) in der Drehachse (25) liegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (28) um ein senkrecht zur Drehachse (25) angeordnetes Drehgelenk (29) schwenkbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kragarm (20) oder Portal eine Höhensteuerung (33) zur Konstanthaltung des Abstandes H zwischen Krag arm (20) und Rohrscheitel (S) angeschlossen ist.